0.5～4.0 GPa、100～300 ℃条件下辉长岩弹性波速及衰减特征

 报道了100～300 ℃、0.5～4.0 GPa条件下辉长岩纵波速度（v_P）和横波速度（v_S）,并且根据品质因子（Q_P、Q_S）的变化讨论了该条件下辉长岩的物性特征及其地震地质意义。实验结果表明：压力为0.5～4.0 GPa时,固定温度下辉长岩v_P、v_S、Q_P、Q_S随压力增大而递增,并且在0.5～2.3 GPa压力范围内它们随压力的变化率比在2.3～4.0 GPa范围内的大;固定压力下,温度从100 ℃增至300 ℃时,辉长岩v_P、v_S、Q_P、Q_S呈线性下降趋势。进一步分析得到：在0.5～2.3 GPa压力下,随着压力的增加辉长岩样品不断被压缩,样品的连续性变好,弹性加强,弹性波衰减变小,波速与Q值升高;在2.3～4.0 GPa压力下,样品被压密,样品接近连续弹性介质,弹性波衰减很小,波速与Q值的变化速率变小;在温度为100～300 ℃条件下,辉长岩样品内部以膨胀为主,样品密度变小,弹性波速与Q值呈线性下降趋势。研究结果表明,在岩石圈内构造应力局部集中会导致岩石Q值增大,岩石破裂、热物质局部聚集会导致岩石Q值降低,这也解释了地震前后观测到的震源区Q值的类似变化。     

六面顶压机高温高压弹性波速测量装置样品室温度梯度的校正

 大腔体六面顶压机波速测量装置的样品室内存在着较大的温度梯度。根据实验观测的样品室内的温度分布数据和在一定温度条件下波速随温度升高呈线性变化的特征，运用理论分析和计算相结合的方法对样品的弹性波速进行了校正。以斜长角闪岩为例，对其实验测量的纵波速度（v_P）进行了校正，并与原来的数据作了对比：波速校正量绝对值随着温度的升高逐渐增大；在2.0 GPa、530 ℃时，样品X和样品Y校正后的v_P比未校正的v_P分别减小了0.270 km/s（3.3%）和0.118 km/s（1.5%）。这种方法明显地提高了波速测量结果的精度，有助于更准确地进行地球物理资料的解释。     

2.0 GPa、室温至1 200 ℃条件下斜长角闪岩的纵波速度及其衰减

 利用YJ-3000 t 压力机，在2.0 GPa、室温至1 200 ℃条件下，测量了新疆库地地区斜长角闪岩的纵波速度（v_p）和力学品质因子（Q值）。实验结果表明：斜长角闪岩的v_p和Q值随温度的升高而降低，在升温的初始阶段，v_p和Q值随温度下降的幅度较小，随着温度的升高其下降的幅度逐渐增大；由于斜长角闪岩的各向异性，导致了在3个方向上v_p随温度而下降的幅度显著增大时的温度不同，其中x和y方向为812 ℃，z方向为673 ℃。而在各方向上的Q值随温度下降的幅度显著增大时的温度相差不大，约为812 ℃。观察回收的实验产物表明：当温度大于647 ℃时，产物中开始出现熔体，v_p在x和y方向上的下降幅度没有明显的变化，而在z方向上的下降幅度增大；此时熔体对Q值的影响不大。当温度大于812 ℃时，产物中的熔体含量明显增多，v_p和Q值下降的幅度都显著增大。据此认为，部分熔融是弹性波速度减小和衰减增大的主要原因。     

钨合金的超声测量及力学参量估算

 利用两面顶压机和六面顶压机作为压力装置，分别对93钨合金材料进行了高压超声测量。测得了93钨合金材料在常态下的横、纵波声速及在0~3 GPa压力范围内的纵波声速随压力的变化关系。测量结果为：在常温常压下，93钨合金的纵波声速为c_L＝5.135 km/s，横波声速为c_t＝2.987 km/s。纵波声速随压力变化的关系式为：c_L＝5.053+0.602p（GPa）。估算的93钨合金相关力学参量为：G＝157.4 GPa，E＝393.0 GPa，K＝260.2 GPa，λ＝155.3 GPa，μ＝157.4 GPa，ν＝0.248。经过对两种超声测量方法测量结果的比较及冲击波测量数据的验证，这些参数是可靠的。     

一种含SiO2氧化物玻璃的晶化温度-压力依赖关系

 本文应用DTA及X射线衍射法在常压及高压下对一种含SiO₂的锂离子导体玻璃0.3Li₂O-0.67SiO₂-0.03V₂O₅加热时的晶化行为进行了研究。该氧化物玻璃的晶化过程分两个阶段。在常压下，第一晶化过程发生在560 ℃附近，析出相为Li₂O·2SiO₂。对应的晶化温度T_x1随压力的升高发生了急剧的变化。从常压到0.3 GPa，T_x1从560 ℃升高到620 ℃；继续升压时T_x1突然下降，并在0.4 GPa处跌到528 ℃，呈现一个陡峭的峰值。0.4 GPa以上，T_x1随压力的变化则呈常规行为，比较平稳地，大致线性地升高，一直到最高测定压力2 GPa。 本文最后对这些行为的可能原因进行了讨论。     

高压下碳纳米管的X射线衍射研究

 用同步辐射原位高压能散X射线衍射技术,对碳纳米管进行了结构和物性的研究,压力达50.7 GPa。在室温常压下,碳纳米管的结构和石墨的hcp结构相似,其(002)衍射线的面间距为d₀₀₂=0.340 4 nm,(100)衍射线的面间距为d₁₀₀=0.211 6 nm。从高压X射线衍射实验看到,当压力升到8 GPa以上时,(002)线变宽变弱,碳纳米管部分非晶化。而当压力从10 GPa或20 GPa卸压至零时,(002)线部分恢复。但当压力升高至最高压力50.7 GPa时,碳纳米管完全非晶化,而且这个非晶化相变是不可逆的。用Birch-Murnaghan方程拟合实验数据,得到体弹模量为K₀=(54.3±3.2)GPa（当K′₀=4.0时）。     

高温超导体低温、高压下的物理性质的研究

 在3~20 GPa压力范围内，测量了含氧量较低的YBa₂Cu₃O_7-δ（δ=0.46）单晶压力增强效应（dT_c/dp=4.9KGPa^-1）；YBa₂Cu₃O₇（T_c0=90 K）单晶在压力下临界电流密度随压力变化；外磁场H=30 kO_e时，T_c与磁场、压力关系；压力达16.5 GPa下，Bi₂Sr₂CaCu₂O_x单晶T_c(p)关系（dT_c/dp=-0.4 KGPa^-1）。发现Y系高温超导体的温度压力导数dT_c/dp与T_c0中间呈dT_c/dp=b-mT_c0线性关系（b、m为常数）。结合压力下Y系超导体结构相变和含氧量对T_c影响，分析这类超导体T_c有很强的正压力效应的原因。把实验结果同几种超导电性微观理论模型进行了分析和比较。     

压力对HgBa2Ca2Cu3O8+y超导转变温度的影响

 利用低温超高压装置，测量了Hg系样品HgBa₂Ca₂Cu₃O_8+y（Hg-1223）超导转变温度T_c在压力作用下的增强效应。压力最高达7.8 GPa，超导起始转变温度常压下为130 K，加压到5.4 GPa时获得最高温度为140 K。在5.4 GPa以下获得dT_c/dp为1.85 K/GPa。用压力作用下氧原子位置的改变使载流子浓度提高和CuO₂面间的耦合作用来解释高温超导的压力效应。     

四种非晶磁性合金在流体静高压下的磁化特性

 在0.000 1~2.4 GPa流体静压力范围选30~36个压力点详细测量出FeCoNiSiVB、FeSiB、FeCrSiB和FeCoSiB四种非晶合金磁化曲线和磁导率曲线的压力效应，并采用多项式精确拟合和计算机逐点比较求出四种非晶合金饱和磁感应强度B_s最大磁导率μ_max与压力的关系。发现：（1）总趋势是B_s和μ_max都随压力增加而减小；（2）在2~3各压力区B_s和μ_max皆呈现反常增高。“（1）”可归因于交换积分常数A随原子间距减小而减小，导致磁畴内自发磁化强度下降；“（2）”可能由于在某些窄的压力范围内静水压能够促进非晶合金微结构的短程有序化。     

T1系单相超导材料的高氧压合成及压力对超导性的影响

 系统地研究了在0~3 MPa氧压下T1系超导材料的制备过程及其超导性质。结果表明：0.25~0.90 MPa氧压下所制备的样品为纯2223相，T_c0最高可达125.3 K；1.45~3.00 MPa氧压下样品为纯2212相，T_c0在95~100 K之间；0.90~1.45 MPa氧压下样品为2223及2212两相共存。对两种单相样品的高压研究结果表明，2223相样品比2212相样品有着较强的压力效应，在0~0.52 GPa压力下分别为4.0 K/GPa及2.0 K/GPa。     

泥质岩及其变质脱水产物中含水矿物稳定性的实验研究

 俯冲带沉积物（岩）的变质脱水作用对俯冲带流体组成、矿物和同位素组成及岛弧岩浆演化具有深远影响。以天然泥质岩为研究对象，通过高温高压实验，确定了1.5~3.5 GPa、746~930 ℃条件下，俯冲带沉积物中绿泥石、绢云母及其脱水后产物角闪石和黑云母在俯冲带的稳定范围，绘制了高温高压条件下泥质岩体系相图。研究结果表明，在泥质岩体系中，绿泥石是最早发生变质脱水的矿物，在俯冲带50 km深度以上全部分解，其分解产物——角闪石可携带流体进入到俯冲带85 km处，黑云母则可俯冲至120 km或更深的深度，据此可知，在俯冲带深部，沉积物完全脱水的深度范围（≥120 km）要大于蚀变洋壳（90~100 km）。     

高岭石的高温高压相图及其地学意义

 用阻抗匹配法和PZT压电探针技术,在100 GPa的冲击压力范围内测量了初始密度分别为1.375 g/cm³和2.001 g/cm³两种孔隙度叙永石样品的Hugoniot状态方程。根据其p_H-ρ_H线所给出的高温高压相变点,用Grüneisen状态方程计算其相变点压力所对应的温度,并结合常压下受热相变的温度值,建立了“高岭石/Al₂O₃+SiO₂+H₂O”的温度-压力相平衡图。通过该相图与线性地热线的交点推断：高岭石至少可在上地幔50 km深处作为一种含水（OH^-）矿物而稳定存在;或在俯冲板块中至少于133 km深处作为一种含水（OH^-）泥质沉积物的过渡相而存在。     

Pressure-induced colossal piezoresistance effect and the collapse of the polaronic state in the bilayer manganite (La(0.4)Pr(0.6))(1.2)Sr(1.8)Mn2O7

We have investigated the effect of hydrostatic pressure as a function of temperature on the resistivity of a single crystal of the bilayer manganite (La(0.4)Pr(0.6))(1.2)Sr(1.8)Mn(2)O(7). Whereas a strong insulating behaviour is observed at all temperatures at ambient pressure, a clear transition into a metallic-like behaviour is induced when the sample is subjected to a pressure (P) of ~1.0 GPa at T < 70 K. A huge negative piezoresistance ~10(6) in the low temperature region at moderate pressures is observed. When the pressure is increased further (5.5 GPa), the high temperature polaronic state disappears and a metallic behaviour is observed. The insulator to metal transition temperature exponentially increases with pressure and the distinct peak in the resistivity that is observed at 1.0 GPa almost vanishes for P > 7.0 GPa. A modification in the orbital occupation of the e(g) electron between 3d(x(2)-y(2)) and 3d(z(2)-r(2)) states, as proposed earlier, leading to a ferromagnetic double-exchange phenomenon, can qualitatively account for our data.     

Electronic behavior in mats of single-walled carbon nanotubes under pressure

Single-walled carbon nanotubes (SWNTs) have many interesting properties; they may be metallic or semiconducting depending on their diameter and helicity of the graphene sheet. Hydrostatic or quasi-hydrostatic high pressures can probe many electronic features. Resistance-temperature measurements in SWNTs from normal condition and under 0.4 GPa of quasi-hydrostatic pressures reveal a semiconducting-like behavior. From 0.5 to about 2.0 GPa, the resistance changes to a Kondo-like feature due to magnetic impurities used to catalyse the nanotube formation. Above 2.0 GPa, they become metallic and at about 2.4 GPa, the resistance decreases dramatically around 3 K suggesting a superconducting transition.     

Pressure-induced superconductor-insulator transition in the spinel compound CuRh2S4

We performed resistivity measurements in CuRh2S4 under quasihydrostatic pressure of up to 8.0 GPa, and found a pressure-induced superconductor-insulator transition. Initially, with increasing pressure, the superconducting transition temperature T(c) increases from 4.7 K at ambient pressure to 6.4 K at 4.0 GPa, but decreases at higher pressures. With further compression, superconductivity in CuRh2S4 disappears abruptly at a critical pressure P(SI) between 5.0 and 5.6 GPa, when it becomes an insulator.     

一种高密度玻璃的多形性高压相变和物态方程研究

在二级轻气炮上用无氧铜飞片直接撞击重玻璃平板样品(密度为4.817 g/cm³,材料牌号:ZF6)开展了冲击压缩实验研究,压力范围为52.1—167.8 GPa,并采用多通道瞬态辐射高温计和光分析技术测量了其雨贡纽线、高压声速和冲击波温度等动态特性.实验结果显示,上述性质在三个不同压力区间出现不连续性变化,表明冲击压缩下该样品材料存在多形性高压相变,相变起始压力分别为23,78和120 GPa.实测声速先是随冲击压力的增高而增加,并在78 GPa附近出现急剧下降,之后又随压力增长,并在120 GPa之后下降到体波声速,表明材料进入高压熔化相.温度数据同样在78和120 GPa处出现明显的不连续变化,并在120 GPa之后变化趋于平缓与计算的Lindeman熔化线相符,进一步印证了上述相变行为.实测雨贡纽数据与LASL数据库中的重玻璃数据相符,结果显示除23 GPa附近有一明显的突变外,高压区数据几近线性变化,表明重玻璃的两个高压相变均为二级相变.本文报道的重玻璃材料高压物性数据和序列相变认识对于发展反向加载技术、提高材料声速测量精度和适用压力范围具有实用价值. 关键词： 重玻璃 冲击温度 卸载声速 冲击相变     

铜的高压声速和冲击熔化

 用光分析技术，测量了在一维应变冲击条件下，无氧铜的高压下声速，压力范围为125~170 GPa。将上述结果与Broberg、Morris等和Aльгшуер等过去发表的数据结合在一起，对0~170 GPa整个压力区间的声速数据做了综合分析，给出了声速随压力的变化规律。实验结果发现，无氧铜在156~159 GPa之间开始发生冲击熔化，到170 GPa左右，完全进入液相区；对于处于0~156 GPa固体无氧铜的弹性声速c_l可用ln c_l=1.565 888-2.645 488×10^-2ln p+2.710 681×10^-2ln²p拟合公式描述（p的单位为GPa，c_l的单位为km/s），拟合值与实验值的相对误差小于1.3%。     

High pressure study of the 2D polymeric phase of C60 by means of raman spectroscopy

Abstract

The effect of high hydrostatic pressure, up to 12GPa, on the intramolecular phonon frequencies and the material stability of the two-dimensional tetragonal Cm polymer has been studied by means of Raman spectroscopy in the spectral range of the radial intramolecular modes (200-800cm^?1). A number of new Raman modes appear in the spectrum for pressures ～ 1.4 and ～ 5.0 GPa. The pressure coefficients for the majority of the phonon modes exhibit changes to lower values at P=4.0 GPa, which may be related to a structural modification of the 2D polymer to a more isotropic phase. The peculiarities observed in the Raman spectra are reversible and the material is stable in the pressure region investigated.     

First-principles investigation on the structural and elastic properties of cubic-Fe_2 TiAl under high pressures

The structural, elastic, and thermodynamic properties of cubic-Fe 2 TiAl under high temperatures and pressures are investigated by performing ab initio calculation and using the quasi-harmonic Debye model. Some ground state properties such as lattice constant, bulk modulus, pressure derivative of the bulk modulus, and elastic constants are in good agreement with the available experimental results and theoretical data. The thermodynamic properties of Fe 2 TiAl such as thermal expansion coefficient, Debye temperature, and heat capacity in ranges of 0 K-1200 K and 0 GPa-250 GPa are also obtained. The calculation results indicate that the heat capacities at different pressures all increase with temperature increasing and are close to the Dulong-Petit limit at higher temperatures, Debye temperature decreases with temperature increasing, and increases with pressure rising. The cubic-Fe 2 TiAl is stable mechanically under 250 GPa. Moreover, under lower pressure, thermal expansion coefficient rises rapidly with temperature increasing, and the increasing rate becomes slow at higher pressure.